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Intelligent, integriert, vernetzt

Smart Cities gehört die Zukunft

28. Oktober 2014, 10:25 Uhr | Heinz Arnold

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Der Bauplan der intelligenten Stadt

Wie sieht der Bauplan einer intelligenten Stadt aus? Die Grundlagen bilden die früheren Silos, etwa der Versorgung: Elektrizität, Gas, Wasser, Wärme. Weitere Beispiel wären Mobility (Schiene, Straße) oder Gebäude. Sie werden Domänen untergeordnet, etwa der Versorgung, der Mobilität, den Gebäuden. Die vielen bisher unabhängigen Domänen müssen übergreifend verbunden werden: Das übernimmt die Datenplattform der Smart City. Wer auch immer diese Plattform aufbaut, sie muss in der Verantwortung der Städte betrieben werden. »In Barcelona funktioniert das bereits«, sagt Prof. Ingo Wolff. Einfach wird das nicht: »Ein Vorgeschmack für die aufgrund dieser Heterogenität auftretenden Systemprobleme kann abgeschätzt werden, wenn die Probleme, die zurzeit im Bereich der Hausautomatisierung existieren, entsprechend auf den Bereich eine Multimillionen-Stadt hochgerechnet werden«, so Wolff.

Dafür bietet die Vernetzung allein der verschiedenen Energie-Infrastrukturen schon gewaltige Vorteile, wie Prof. Jochen Kreusel erläutert: »Sowohl Gas- als auch Wärmenetze können als Puffer dienen, die über Kraft-Wärme-Kopplung oder die Nutzung überschüssiger elektrischer Einspeisung für die Wärmebereitstellung mit dem Elektrizitätssystem verbunden werden können.« hierkommt wieder die Vernetzung der Städte mit ihrem Umland ins Spiel: Im Umland wird die Energie aus fluktuierenden Quellen erzeugt, in den Städten geschieht die Verbrauchsanpassung.

Auf der untersten Ebene arbeiten eine Vielzahl der unterschiedlichsten Sensoren, die die Daten erst sammeln, die in den oberen Ebenen bearbeitet und analysiert werden, um steuern und Entscheidungen fällen zu können. Sensoren wie Fahrzeugzähler, Thermometer, Hygrometer, Gasdetektoren, Schallsensoren, Kameras, Radargeräte erfassen die aktuellen Daten aus der Umwelt, einschließlich des Wetters. Und sie sind selber in Sensornetzwerken verbunden: Sie müssen effizient in Echtzeit kommunizieren können (M2M), rekonfigurierbar sein sowie zuverlässig und fehlertolerant arbeiten. Die Netze müssen sich also selbst diagnostizieren und im Fehlerfall schnell selbständig neu starten können. »Über die Fähigkeit zu Verfügen, die Sensoren und die Mikroelektronik hier zu entwerfen und vor allem auch produzieren zu können, ist essentiell, wir dürfen sie nicht verlieren«, so Wolff.

Es wird also ein riesiger Datenstrom auf die Datensammelstellen zufließen – hier sind wieder umfangreiche Kenntnisse in den Bereichen SCADA und ITK gefragt – Big Data, um nur ein Schlagwort zu nennen. Und hier gilt das selber wie für die Sensoren: »Die Industrie hierzulande muss ihr Know-how umsetzen können, um schlussendlich von dem Markt profitieren und Geld verdienen zu können. Wir brauchen eine Reindustrialisierung unserer Informations- und Kommunikationstechnik«, so Wolff.

Fazit: »Ja, es gibt Chancen, aber wir müssen viele Barrieren überwinden«, sagt Prof. Jochen Kreusel. Außerdem käme es darauf an, den bedarf und den Wunsch nach neuen Dienstleistungen in der Bevölkerung zu wecken. Verstehen die Bürger, welche Elemente es gibt und wie sie ihnen nutzen, dann entstehe auch der Wunsch danach. Und dann, so Kreusel, könne die umfangreiche deutsche Kompetenz in Systemtechnik umgesetzt werden, auch um Smart-City-Techniken zu exportieren.